ヒストンと呼ばれるタンパク質は、DNAが風を巻き、ヌクレオソームを形成するスプールとして作用します。 DNAラッピングのプロセスは、細胞核の限られた空間内で膨大な量の遺伝情報をコンパクトにパッケージ化するために重要です。このパッケージの混乱は、遺伝子発現やさまざまな疾患の欠陥につながる可能性があります。
Cryo-Electron顕微鏡として知られる最先端の技術を使用して、研究者は現在、ヌクレオソームの詳細な3次元画像を取得しています。 DNA配列とヒストン修飾を操作することにより、DNAラッピングを支配する重要な特徴を特定しました。彼らの調査結果は、Nature Communications誌に報告されています。
「私たちは、ヌクレオソームの周りでDNAがどれほど緊密に風が吹くかを調節する重要な相互作用を発見しました。この理解度は、DNAパッケージングを制御するための新しい戦略につながり、癌や発達障害などの疾患に関連する疾患に関連する遺伝子発現異常を潜在的に修正する可能性があります」
研究チームは、凍結サンプルからの3次元構造の再構築を可能にするCryo-Electron断層撮影と呼ばれるCryo-Electron顕微鏡の一種を使用しました。これにより、彼らは無傷の細胞内のネイティブに近い状態でヌクレオソームを観察することができました。
彼らの分析により、隣接するヌクレオソームを接続するリンカーDNAがDNAラッピングに影響することが明らかになりました。彼らは、長いリンカーDNAがより緊密なDNAラッピングを促進することを発見し、短いリンカーDNAはゆるい巻き込みをもたらします。
「私たちの発見は、ヌクレオソームの構造と機能を理解する際のリンカーDNAの長さを考慮することの重要性を強調しています」とキムラ博士は述べています。
研究者はまた、特定のヒストン修飾、特にヒストンH3のメチル化がDNAラッピングに影響することを発見しました。しばしば遺伝子サイレンシングに関連するこの修飾は、DNAの巻線を緩めます。
「これらの結果は、ヒストンの修飾がヌクレオソームのダイナミクスとクロマチン構造をどのように調節するかについての新しい洞察を提供します」と、バイオシステムズダイナミクス研究センターの上級研究者であり、研究の上級著者である新人新川博士は述べました。
チームは、彼らの発見が遺伝子調節のより深い理解に貢献し、DNA包装障害を対象とした治療的介入を開発する方法を開くことを望んでいます。
